Định luật bảo toàn khối lượng là gì? Công thức và cách tính có lời giải

Định luật bảo toàn khối lượng là một định luật được sử dụng rỗng rãi trong thực tế và xuất hiện trong sách giáo khoa hóa học trung học phổ thông. Ở bài viết này chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu thông tin chi tiết về nội dung, công thức và ý nghĩa của định luật bảo toàn khối lượng.

1. Định luật bảo toàn khối lượng có nguồn gốc từ đâu?

Định luật bảo toàn khối lượng được tìm ra bởi nhà khoa học Mikhail Vasilyevich Lomonsov và Antonie Lavoisier dùng để cân đo chính xác thông qua các thí nghiệm. Định luật này được định nghĩa như sau đây: ” Tất cả những biến đổi có trong môi trường tự nhiên khi lấy đi bao nhiêu ở vật thể này thì vật thể khác sẽ nhận được số lượng tương ứng. Như vậy, nếu giảm đi bao nhiêu vật chất thì vật thể khác sẽ tăng lên”

Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

2. Nội dung chi tiết định luật bảo toàn khối lượng

Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng của những chất tham gia phản ứng sẽ bằng tổng khối lượng của các hóa chất được tạo thành.

Giả sử có A + B → C + D

Công thức định luật bảo toàn khối lượng được viết như sau:

mA + mB = mC + mD

 Ví dụ: NaCl + AgNO3 -> NaNO3 + AgCl

 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mNaCl + mAgNO3 = mNaNO3 + AgCl

Về cơ bản, trong một phản ứng hóa học, liên kết giữa các nguyên tử bị thay đổi, và sự thay đổi này chỉ liên quan đến các electron, trong khi số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố không đổi, khối lượng của nguyên tử không thay đổi, do đó tổng khối lượng của vật chất được bảo toàn.

Định luật này còn được gọi là Định luật Bảo toàn Khối lượng trong vật chất, vì ở cùng một vị trí, trọng lương tỷ lệ thuận với khối lượng. Lomonosov cũng phát hiện ra rằng bảo toàn năng lượng cũng có những giá trị to lớn với các phản ứng hoá học.

Khối lượng chất trước phản ứng bằng với khối lượng chất sau phản ứng

Khối lượng chất trước phản ứng bằng với khối lượng chất sau phản ứng

3. Điều kiện áp dụng và ý nghĩa của định luật bảo toàn khối lượng

Một câu hỏi đặt ra là định luật bảo toàn khối lượng được áp dụng khi nào? Trong một phương trình hóa học có m chất, nếu biết khối lượng của (m -1) thì ta sẽ tính được khối lượng của chất còn lại.

Trên thực tế định luật này thường được dùng để vô hiệu hoá các phép tính phức tạp của nhiều bài toán vô cơ, hữu cơ mà trong các bài toán đó xảy ra nhiều phản ứng. Khi đó ta chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để có thể thấy rõ mối quan hệ về tỉ mol của các chất mà không cần viết phương trình phản ứng.

ý nghĩa về định luật bảo toàn khối lượng

ý nghĩa về định luật bảo toàn khối lượng

4. Một số hệ quả định luật bảo toàn khối lượng

  • Hệ quả 1:

Ta đặt mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, đặt mS là tổng khối lượng của các chất sau phản ứng. Dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100% thì vẫn có mS=mT

  • Hệ quả 2:

Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất như oxit, hidroxit, muối thì ta luôn có

mhợp chất = mcation + manion

  • Hệ quả 3:

Khi cation kim loại thay đổi anion tạo ra hợp chất mới, sự chênh lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch khối lượng giữa các cation.

  • Hệ quả 4:

Ta có tổng khối lượng của nguyên tố ở trước quá trình phản ứng sẽ bằng tổng khối lượng của nguyên tố đo sau khi đã phản ứng.

  • Hệ quả 5:

Trong các phản ứng khử oxit kim loại bằng hóa chất CO, H2, Al:

  • Sản phẩm tao ra CO2, H2O, Al2O3. Nếu ta Biết số mol của CO, H2, Al tham gia phản ứng hoặc số mol của CO2, H2O, Al2O3 tạo ra, thì chúng sẽ ta tính được lượng oxi trong oxit từ đó có thể suy ra khối lượng kim loại hay khối lượng hỗn hợp kim loại.
  • Khi khử oxit kim loại, CO hoặc H2 sẽ tách oxi ra khỏi oxit.

nO (trong oxit) = nCO = n CO2 = nH2O

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu hoặc khối lượng kim loại thu được sau phản ứng.

Hệ quả định luật bảo toàn về khối lượng

Hệ quả định luật bảo toàn về khối lượng

5. Bài tập cách tính định luật bảo toàn khối lượng

Bài tập vận dụng công thức định luật bảo toàn khối lượng

Câu 1: Tiến hành đốt cháy hoàn toàn 4,5 gam kim loại Mg trong không khí ta thu được 7,5 gam MgO. Hãy xác định khối lượng oxi đã phản ứng, biết rằng Mg chát là xảy ra phản ứng với khí oxi có trong không khí.

A. 3 gam.

B. 4 gam.

C. 5 gam.

D. 6 gam.

Câu 2: Cho một số định nghĩa sau đây về định luật bảo toàn khối lượng, hãy chọn phương án đúng.

A. Tổng các chất sản phẩm sau phản ứng sẽ bằng tổng các hóa chất tham gia phản ứng.

B. Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng.

C. Trong một phản ứng hóa học, tổng số phân tử chất phản ứng thường sẽ bằng tổng số phân tử chất tạo thành.

D. Tổng sản phẩm phản ứng luôn gấp hai lần tổng chất tham gia.

Câu 3: Cho bạn phương trình hóa học sau đây, biết khối lượng C đem đi đốt cháy là 12g, khối lượng  CO2 thu được là 44 gam. Hãy xác định Khối lượng O2 đã phản ứng là bao nhiêu?

A. 56 (g).

B. 22 (g).

C. 6 (g).

D. 32 (g).

Câu 4: Cho các phát biểu sau, phát biểu không đúng là?

A. Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm được tạo ra sẽ bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng hóa học.

B. Trong phản ứng hóa học sẽ diễn ra sự thay đổi lớn giữa các liên kết giữa các nguyên tử.

C. Trong phản ứng hóa học, sự thay đổi liên kết hóa học trong phản ứng chỉ liên quan đến electron.

D. Trong phản ứng hóa học, khối lượng sản phẩm thu được bắt buộc phải lớn hơn khối lượng chất tham gia.

Câu 5: Cho 6,5 gam kẽm vào 7,3g axit clohiđr, khối lượng kẽm clorua thu được là 13,6g. Hãy tính khối lượng của khí Hidro được tạo thành?

A. 2g.

B. 0,3g.

C. 3g.

D. 0,2g.

Hy vọng với những lý thuyết và bài tập về định luật bảo toàn khối lượng mà chúng tôi vừa chia sẻ sẽ giúp quý bạn đọc ứng dụng vào thực hành hiệu quả. Tham khảo thêm các bài viết về hóa học tại website hoachatbaotri.vn.

icon up top